[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtrationsvorrichtung zum Ausfiltern und
Separieren von Feststoffen aus Flüssigkeiten, mit zumindest einem flüssigkeitsdurchlässigen,
kontinuierlich oder intermittierend antreibbaren Filterband, einem Einlauf zur Aufgabe
des zu filtrierenden Flüssigkeits-/Feststoffgemisches auf das Filterband in einem
Aufgabebereich, sowie einem Bandreiniger zur Entfernung der am Filterband angelagerten
Feststoffe von einem aus dem Aufgabebereich herausgeförderten Bandabschnitt in einem
Abwurfbereich.
[0002] Aus der Schrift
DE 101 54 134 A1 ist eine Granuliervorrichtung bekannt, deren Prozessflüssigkeit in Form eines flüssigen
Kühlmittels im Kreislauf durch einen Partikelfilter geführt wird, um beim Pelletieren
bzw. Granulieren in die Prozessflüssigkeit gelangende Verunreinigungen aus der Prozessflüssigkeit
auszufiltrieren und zu separieren. Als Partikelfilter ist dabei ein nach Art eines
Förderbands endlos umlaufendes Filterband vorgesehen, auf das die zu filtrierende,
verunreinigte Prozessflüssigkeit aufgegeben wird, so dass die Flüssigkeit durch das
Obertrum und Untertrum des Filterbandes hindurchläuft und Partikel auf dem Filterband
gesammelt werden. Die auf dem Band gesammelten Verunreinigungen werden wegtransportiert
und mit einem Abstreifer in einem Abwurfbereich kontinuierlich vom Band entfernt.
[0003] Die Verwendung von kontinuierlich oder intermittierend antreibbaren Filterbändern
zum Filtrieren von verunreinigten Flüssigkeiten ist insbesondere bei Industrieanlagen
vorteilhaft, bei denen Prozessflüssigkeit im Kreislauf geführt wird, da zum Reinigen
des Filters die Anlage nicht angehalten zu werden braucht. Die sich im Aufgabebereich
auf dem Filterband anlagernden Feststoffe werden durch die Bewegung des Filterbands
aus dem Aufgabebereich herausgeführt, so dass sie in einem Abwurfbereich, der außerhalb
des genannten Aufgabebereiches liegt, vom Filterband entfernt werden können. Gleichzeitig
wird durch die Bewegung des Filterbands ein frischer oder gereinigter Filterbandabschnitt
neu in den Aufgabebereich hineingefahren, so dass dort immer ein frischer, funktionsfähiger
Filterbandabschnitt die Filtration ausführt.
[0004] Die bislang bekannten Filtrationsvorrichtungen dieser Gattung sind jedoch in mehrerer
Hinsicht dennoch verbesserungsbedürftig. Ein Problem betrifft hierbei die Reinigung
und Wartung des Filterbandes. Die sich bei der Vorrichtung gemäß
DE 101 54 134 A1 sowohl am Obertrum als auch am Untertrum des Filterbands ansammelnden Feststoffe
können nicht ohne weiteres entfernt werden, bevor das jeweilige Trum des Filterbandes
um die im Inneren der Filtriervorrichtung liegende Umlenkrolle geführt wird, da ein
Filterbandabschnitt nicht erst in den Abwurfbereich über den dort angeordneten Abstreifer
geführt wird, bevor der entsprechende Filterbandabschnitt im Inneren der Filtriervorrichtung
vom Untertrum zum Obertrum bzw. - je nach Drehrichtung - vom Obertrum zum Untertrum
wird. Hierdurch werden nicht nur die am Filterband angelagerten Feststoffe um die
im Inneren der Filtriervorrichtung liegende Umlenkrolle geführt, was zur Verfestigung,
aber auch zu Verschleiß an Band und Umlenkrolle führt, sondern auch der schon im Untertrum
mit Feststoffen belegte Filterbandabschnitt im Obertrum erneut zur Filtrierung verwendet,
ohne zuvor gereinigt worden zu sein.
[0005] Ferner können sich bei der Abreinigung des Filterbands im Abwurfbereich Probleme
ergeben, die separate Reinigungsmaßnahmen und damit einen Stillstand der Filtrationsvorrichtung
erfordern. Zum einen kann dies daran liegen, dass sich am Filterband verfestigte Ablagerungen
nicht vollständig abstreifen lassen und bei wiederholtem Umlauf des Filterbands immer
stärker anhäufen, so dass sich das Filterband zusetzt. Zum anderen können sich aber
auch an dem Abstreifer die vom Filterband entfernten Feststoffe anlagern, so dass
sich dort eine Anhäufung ergeben kann, die einen Wartungsstillstand der Filtrationsvorrichtung
erfordert.
[0006] Bei derartigen Wartungsstillständen ist das Handling solcher Filtrationsvorrichtungen
mit einem umlaufenden Filterband bislang deutlich aufwändiger als bei stationären
Kantenspaltfiltern. Muss beispielsweise das Filterband komplett gewechselt werden,
ist der Ausbau der Filtrationsvorrichtung deutlich aufwändiger, da zumindest für den
Einbau eines neuen endlos umlaufenden Filterbandes auch die Umlenkrolle im Inneren
der Filtriervorrichtung auszubauen ist, wenn nicht nachträglich, d.h. nach Einfädeln
eines endlichen Filterbands dessen Enden miteinander verbunden werden sollen.
[0007] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Filtrationsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der
Technik vermeidet und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise
sollen längere Betriebszyklen mit weniger und kürzeren Wartungsstillstandzeiten erreicht
werden, ohne die Filtrationseffizienz zu beeinträchtigen. Ferner soll vorzugsweise
eine leichtere Wechselbarkeit des Filterbands ermöglicht werden, um Anpassungen der
Filtrationsvorrichtung an verschiedene Prozessflüssigkeiten bzw. darin enthaltene
Feststoffe vornehmen zu können.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Filtrationsvorrichtung nach Anspruch
1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
[0009] Um Stillstandszeiten sowie Beeinträchtigungen der Filtrationseffizienz durch sich
bildende Feststoffanhäufungen im Bereich des Bandreinigers zu vermeiden, wird vorgeschlagen,
zur Entfernung der am Filterband angelagerten Feststoffe eine Bürste zu verwenden,
die selbstreinigend ausgebildet ist, so dass nicht nur eine dauerhaft wirksame Entfernung
der Feststoffe vom Filterband gewährleistet ist, sondern auch Materialanhäufungen
an der Reinigungsbürste und zu deren Entfernung erforderliche Stillstandszeiten vermieden
werden. Erfindungsgemäß besitzt der Bandreiniger zumindest eine rotierend antreibbare
Bürste, der ein Bürstenreiniger mit einem Abstreifer zugeordnet ist, der in der Umlaufbahn
der Borsten der rotierenden Bürste angeordnet ist. Die rotierende Bürste entfernt
effizient die angelagerten Feststoffe von dem Filterband, während der Abstreifer des
Bürstenreinigers gleichzeitig dafür sorgt, dass sich die gelösten Feststoffe nicht
an der Bürste festsetzen und diese zusetzen. Insbesondere bei klebrigen Verunreinigungen
der zu filtrierenden Flüssigkeit ist die kontinuierliche Selbstreinigung der Bürste
sehr hilfreich, um ein dauerhaft effizientes, kontinuierliches Abscheiden der Feststoffe
sicherstellen zu können.
[0010] Der zur Selbstreinigung der rotierend antreibbaren Bürste verwendete Abstreifer kann
grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist der genannte Abstreifer
als stabförmige Rakel ausgebildet, die vollständig in das Borstenfeld der Bürste eintauchend
gehalten ist. Die Rakel kann sich hierbei parallel zur Drehachse der Bürste, ggf.
auch unter einer leichten, spitzwinkligen Schiefstellung hierzu in einem Abstand von
der Bürstendrehachse erstrecken, der kleiner ist als der Radius der Bürstenhüllfläche,
so dass die Borsten der rotierenden Bürste auf ihrer Umlaufbahn immer wieder gegen
die Rakel schlagen bzw. mit diesem zyklisch in Eingriff kommen.
[0011] Die genannte stabförmige Rakel kann hierbei im Betrieb feststehend angeordnet sein,
d.h. in fester Position relativ zu der Bürste positioniert sein. Ist ein kreiszylindrischer
Stab als Abstreifer vorgesehen, kann eine gänzlich starre, unbewegliche Anordnung
vorgesehen sein.
[0012] In Weiterbildung der Erfindung kann die Position des Abstreifers relativ zur Bürste
auch verändert werden, beispielsweise dahingehend, dass der Abstreifer näher auf die
Achse der Bürste zustellbar oder weiter von dieser entfernbar ist, um eine einmal
mehr und einmal weniger starke Abstreifwirkung zu erzielen bzw. je nach Abnutzung
der Bürsten den Abstreifer nachstellen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann
die Lagerung des Abstreifers auch eine Beweglichkeit dahingehend besitzen, dass der
Abstreifer in verschiedenen Umfangssegmenten angeordnet werden kann, so dass der Abstreifvorgang
an verschiedenen Stellen vorgenommen werden kann, beispielsweise um ein Zurückspritzen
der abgestreiften Feststoffe auf das Filterband zu vermeiden. In vorteilhafter Weiterbildung
der Erfindung kann der Abstreifer für die Bürste auf der dem Filterband gegenüberliegenden
Seite der Bürste angeordnet sein. Wenn der Eingriffspunkt der Bürste am Filterband
die Winkellage 0° definiert, kann der Abstreifer beispielsweise in einem Winkelsegment
zwischen 90° und 270° angeordnet sein, sozusagen also im zweiten und dritten Quadranten
der Umlaufbewegung der Bürste. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der
Abstreifer etwa im Bereich 150° bis 210° angeordnet sein, um beim Abstreifen der Feststoffe
von der Bürste sicher zu verhindern, dass diese auf das Filterband zurückgespritzt
werden. Ist durch entsprechend bewegliche Lagerung des Abstreifers die genannte Winkelposition
des Abstreifers einstellbar, kann das Abstreifen für verschiedene Feststoffe und Borstentypen
optimal eingestellt werden.
[0013] In Weiterbildung der Erfindung kann die stabförmige Rakel auch einen von der Kreisform
abweichenden Querschnitt besitzen, beispielsweise nach Art eines Strangprofils radial
vortretende Stege aufweisen, drei- oder mehreckig konturiert sein oder ein Raster
von zueinander versetzten Eingriffsvorsprüngen besitzen, insbesondere wenn die Rakel
rotatorisch antreibbar ist, vorzugsweise gegenläufig zur Drehrichtung der Bürste,
so dass die Eingriffswirkung zwischen Rakel und Borsten erhöht und eine verbesserte
Entfernung der Feststoffe von den Borsten erreicht wird.
[0014] Alternativ zu strangpressförmigen Profilierungen des Abstreiferstabs kann dieser
auch ein Profil mit einer sich in Längsrichtung ändernden Komponente besitzen, insbesondere
in Form eines Schraubprofils oder einer schräg stehenden Riffelung, um eine Förderwirkung
in Längsrichtung des Abstreifers zu erzielen. Hierdurch können beispielsweise in der
Mitte der Bürste verstärkt anfallende Feststoffe beim Abstreifen über die Länge der
Bürste vergleichmäßigt und zur Seite abgefördert werden. Beispielsweise kann die stabförmige
Rakel hierzu eine Pfeilverzahnung oder -konturierung besitzen. Die genannten Schraub-
oder Schrägprofilierungen können hierbei mit den zuvor genannten Strangpressprofilierungen
überlagert sein.
[0015] Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen Abstreifer in Form einer Rakel kann zur
Selbstreinigung der Bürste auch eine zweite Bürste Verwendung finden, die vorteilhafterweise
ebenfalls als rotatorisch antreibbare Bürste ausgebildet ist und um eine Drehachse
drehbar ist, die sich im Wesentlichen parallel oder leicht schräg, spitzwinklig geneigt
zu der Drehachse der ersten Bürste erstreckt. Vorteilhafterweise wird eine solche
zweite Bürste gegenläufig zu der ersten Bürste angetrieben, um in der ersten Bürste
anhaftende Feststoffe von dieser zu entfernen. In Weiterbildung der Erfindung kann
wiederum der zweiten Bürste ein weiterer Bürstenreiniger zugeordnet sein, beispielsweise
in Form eines Abstreifers wie zuvor beschrieben.
[0016] Um die Reinigung des Filterbandes optimal an verschiedene Prozessbedingungen anpassen
zu können, besitzt die das Filterband abbürstende Bürste einen Antrieb mit variabler
Drehzahl, so dass die Bürstendrehzahl veränderbar ist und auf den jeweils optimalen
Wert eingestellt werden kann.
[0017] In Weiterbildung der Erfindung ist hierbei eine automatische Regelung bzw. Einstellung
der Bürstendrehzahl vorgesehen, die für die jeweils herrschenden Prozessbedingungen
eine optimale Filterbandreinigung erreicht. Hierzu kann die Steuervorrichtung mit
Erfassungsmitteln verbunden sein, die verschiedene Betriebsparameter erfasst, in Abhängigkeit
derer dann die Steuervorrichtung automatisch die Drehzahl einstellt. Beispielsweise
können die Erfassungsmittel eine Beladungssensorik umfassen, mit Hilfe derer die Filterbeladung,
d.h. die am Filterband abgesetzte Feststoffmenge und/oder die verbleibende Filterdurchlässigkeit
bestimmt wird, so dass beispielsweise mit zunehmender Filterbeladung eine höhere Bürstendrehzahl
eingestellt wird, während bei abnehmender Filterbeladung eine geringere Drehzahl eingestellt
wird. Alternativ oder zusätzlich können die genannten Erfassungsmittel auch eine Feststoffdichtesensorik
umfassen, um den Anteil der Feststoffe in der zu filtrierenden Flüssigkeit und/oder
das Verhältnis von Flüssigkeitsmenge zu Feststoffmenge zu bestimmen. Steigt der Anteil
der auszufiltrierenden Feststoffe in der Flüssigkeit an, kann beispielsweise die Bürstendrehzahl
erhöht werden, während bei abnehmender Feststoffmenge die Drehzahl abgesenkt werden
kann. Alternativ oder zusätzlich können die genannten Erfassungsmittel eine Partikelgrößensensorik
umfassen, um die Partikelgröße der sich anhaftenden Feststoffe zu bestimmen. Steigt
die Partikelgröße an, kann beispielsweise die Drehzahl erhöht werden, während bei
kleineren Partikeln mit geringerer Bürstendrehzahl gearbeitet werden kann. Alternativ
oder zusätzlich kann beispielsweise auch das Feststoffmaterial als Parameter herangezogen
werden, anhand dessen die Bürstendrehzahl eingestellt wird. Alternativ oder zusätzlich
kann eine rückkoppelnde Regelung der Bürstendrehzahl erfolgen dahingehend, dass der
von der Bürste gereinigte Filterbandabschnitt beobachtet und hinsichtlich seiner Sauberkeit
erfasst wird, beispielsweise durch optische Sensoren oder eine Bestimmung der Luft-
und/oder Flüssigkeitsdurchlässigkeit des Bands. Die Bürstendrehzahl wird dann derart
geregelt, dass sich stromab der Bürste eine größtmögliche Sauberkeit des Filterbands
ergibt. Weitere Betriebsparameter können bei dieser Drehzahlregelung der Reinigungsbürste
Verwendung finden.
[0018] Alternativ oder zusätzlich zu der Regelung der Bürstendrehzahl in Abhängigkeit der
verschiedenen Betriebsparameter kann die Drehzahl der Bürste auch zyklisch variiert
oder reversiert werden, beispielsweise dahingehend, dass bei jedem n-ten Umlauf des
Filterbands ein Reinigungsvorgang mit erhöhter Bürstendrehzahl oder umgekehrter Drehrichtung
der Bürste vorgenommen wird.
[0019] Alternativ oder zusätzlich zu einer Veränderung der Bürstendrehzahl kann in Weiterbildung
der Erfindung auch die Andruckkraft der Bürste gegen das Filterband variiert werden,
insbesondere durch Veränderung des Abstands der Bürstenachse von dem Filterband. Der
Anpressdruck und/oder der Abstand der Bürstenachse vom Filterband können in entsprechender
Weise von der genannten Steuervorrichtung in Abhängigkeit verschiedener Betriebsparameter
automatisch gesteuert werden, beispielsweise dahingehend, dass bei Verschlechterung
der Reinigungswirkung oder einer höheren Filterbeladung die Bürste stärker an das
Filterband zugestellt wird. Auch die andere Kraft der Bürste kann in der genannten
Weise zyklisch variiert werden, beispielsweise dahingehend, dass bei jedem n-ten Umlauf
des Filterbands ein Reinigungszyklus mit erhöhter Andruckkraft durchgeführt wird.
[0020] Alternativ oder zusätzlich zu einer Veränderung der Bürstendrehzahl und/oder der
Andruckkraft der Bürste kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch die
Bewegungsgeschwindigkeit des Filterbands variiert werden. Hierzu ist dem Filterband
ein Antrieb mit variabler Antriebsgeschwindigkeit zugeordnet. Vorteilhafterweise kann
diesem Antrieb ein manueller Regler zugeordnet sein, um die Filterbandgeschwindigkeit
manuell variieren zu können. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine automatische
Steuervorrichtung zur automatischen Veränderung der Filterbandgeschwindigkeit in Abhängigkeit
zumindest eines Betriebsparameters vorgesehen sein, wobei vorteilhafterweise die vorgenannten
Betriebsparameter herangezogen werden können, also insbesondere die Filterbeladung,
die Feststoffdichte bzw. das Verhältnis der Flüssigkeitsmenge zur Feststoffmenge,
die Partikelgröße, das Feststoffmaterial oder eine charakteristische Größe des Filterbands
wie dessen Maschen- bzw. Porenweite oder dessen Flüssigkeitsdurchlässigkeit. Insbesondere
kann beispielsweise bei zunehmender Filterbeladung oder zunehmendem Feststoffanteil
im zu filtrierenden Flüssigkeits-/Feststoffgemisch die Bandgeschwindigkeit erhöht
werden, während die Bandgeschwindigkeit bei abnehmender Filterbeladung oder abnehmendem
Feststoffanteil reduziert werden kann.
[0021] Der genannte Bandreiniger kann prinzipiell in verschiedenen Abschnitten des Filterbands
und/oder des Abwurfbereiches positioniert werden. In vorteilhafter Weiterbildung der
Erfindung wird die Bürste mit einem Untertrum des Filterbands in Eingriff gebracht,
und zwar vorzugsweise von einer Unterseite her, so dass die Bürste die Filterbandseite
bearbeitet, auf die im Aufgabebereich der Filtrationsvorrichtung das zu filtrierende
Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch aufgegeben wird.
[0022] Um bei Bedarf in einem Wartungszyklus zusätzliche Reinigungsmaßnahmen vornehmen zu
können oder das Filterband auszutauschen, ist nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden
Erfindung vorgesehen, dass das antreibbare Filterband mit dem genannten Bandreiniger
zu einer Baugruppe zusammengefasst ist, die vom Einlauf der Filtrationsvorrichtung
separat ausgebildet und gegenüber diesem Einlauf verfahrbar gelagert ist. Insbesondere
kann die genannte Baugruppe umfassend das Filterband, dessen Antrieb und den Bandreiniger
schubladenförmig ausgebildet sein, so dass die genannte Baugruppe bzw. der für den
Filtrationsvorgang im Aufgabebereich zu positionierende Abschnitt des Filterbands
nach Art einer Schublade in das Filtergehäuse eingeschoben bzw. aus diesem herausgezogen
werden kann, ohne vorher die genannte Baugruppe in ihre Bestandteile zu demontieren.
Das Filtergehäuse der Filtrationsvorrichtung besitzt hierzu vorteilhafterweise eine
Einschuböffnung an einer aufrechten Gehäusewandung, so dass die genannte Baugruppe
von der Seite her in das Filtergehäuse eingeschoben bzw. aus diesem herausgezogen
werden kann.
[0023] Um beim Herausnehmen und Einsetzen der Filterbandbaugruppe das Handling zu vereinfachen,
ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die genannte Baugruppe
einen Wagen bildet, der durch ein Fahrwerk am Boden abgestützt und/oder durch eine
Schiebeführung am Filtergehäuse verschieblich geführt ist. Hierdurch kann die genannte
Baugruppe herausgezogen werden, ohne dass der Monteur bzw. Benutzer das gesamte Gewicht
der Filterbaugruppe abfangen müsste. Durch die wagenartige Ausbildung der Baugruppe
mit Fahrwerk kann ein müheloses Ein- und Ausfahren erreicht werden.
[0024] Um eine exakte Positionierung des Filterbands im Aufgabebereich und/oder ein passgenaues
Zusammenspiel zwischen Einlauf und Filterband zu erreichen, ohne hierfür im Inneren
des Filtergehäuses schwer zugängliche Positionierungsarbeiten ausführen zu müssen,
ist in Weiterbildung der Erfindung an der genannten schubladenförmigen Baugruppe ein
das Filterband umgebende Anschlusskragen vorgesehen, der mit dem Filtergehäuse verbindbar
ist und einen Anschlag und/oder eine Positioniervorrichtung bildet, der bei Eingriff
mit dem Filtergehäuse die gewünschte Position des Filterbands im Aufgabebereich exakt
vorgibt. Wird die schubladenförmige Baugruppe mit dem Filterband voraus in das Filtergehäuse
geschoben, bis der genannte Anschlusskragen am Filtergehäuse in Anlage kommt, ist
der sich im Inneren des Filtergehäuses erstreckende Teil der schubladenförmigen Baugruppe
exakt im Aufgabebereich positioniert, während der restliche Teil der Baugruppe umfassend
den Bandreiniger und den Abwurfbereich außerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist.
[0025] Um zu verhindern, dass das zu filtrierende Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch mehrfach
durch das Filterband bzw. verschiedene Abschnitte hiervon geht, bevor die verschiedenen
Abschnitte abgereinigt werden, ist die Filtrationsvorrichtung nach einem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass das Feststoff-/ Flüssigkeitsgemisch
nur einmal durch das selbe Filterband geleitet wird. Vorteilhafterweise ist das genannte
Filterband dennoch nach Art eines Bandförderers um Umlenkrollen gefördert, so dass
sich das Filterband im Aufgabebereich der Filtrationsvorrichtung mit einem Obertrum
und einem Untertrum erstreckt, wobei das Filterband insbesondere in Form eines endlos
umlaufenden Bandförderer ausgebildet sein kann. Um dennoch zu verhindern, dass das
zu filtrierende Feststoff-/ Flüssigkeitsgemisch sowohl durch das Obertrum als auch
durch das Untertrum hindurchgeht, besitzt die Filtrationsvorrichtung in Weiterbildung
der Erfindung zwischen dem genannten Obertrum und dem Untertrum des Filterbands in
dem im Aufgabebereich liegenden Abschnitt des Filterbandförderers eine Ableitfläche
zur Ableitung von durch den Obertrum durchgeleiteter Flüssigkeit am Untertrum vorbei.
Die genannte Ableitfläche fängt die durch den Obertrum durchgetretene Flüssigkeit
vor dem Untertrum ab und leitet sie am Untertrum vorbei in den weiteren Teil des Flüssigkeitskreises.
[0026] Die genannte Ableitfläche kann hierbei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein,
beispielsweise in Form einer zu einer Seite hin geneigten Schrägfläche. In Weiterbildung
der Erfindung kann die genannte Ableitfläche eine - grob gesprochen - satteldachförmige
Konturierung besitzen, deren First im Wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Filterbands
ausgerichtet ist und zum Obertrum hin orientiert ist, so dass die von der Ableitfläche
aufgefangene Flüssigkeit zu beiden Seiten hin am Untertrum vorbei abgeleitet wird.
[0027] In Weiterbildung der Erfindung besitzt die genannte Ableitfläche hierbei quer zur
Laufrichtung des Filterbands verlaufende Stromrichtungselemente vorzugsweise in Form
von Stromrichtungsleisten, um die aufgefangene Flüssigkeit zu beruhigen und die vom
Filterband herrührende Längskomponente der Strömung zu dämpfen und die aufgefangene
Flüssigkeit gezielt in die gewünschte Richtung abzuleiten.
[0028] In Weiterbildung der Erfindung kann die genannte Ableitfläche wannenförmig ausgebildet
sein, um ein unkontrolliertes Überströmen bzw. Ablaufen der aufgefangenen Flüssigkeit
zu verhindern. Insbesondere kann die genannte Ableitfläche an seitlichen Randbereichen
Aufkantungen, Erhöhungen oder anderweitig ausgebildete Rückhaltekonturen besitzen,
um ein kontrolliertes Ableiten der aufgefangenen Flüssigkeit erreichen zu können.
[0029] Insbesondere können an der genannten Ableitfläche Bandführungsleisten vorgesehen
sein, die den Obertrum des Filterbands an dessen seitlichen Rändern umgreifen oder
überdecken und den Aufgabebereich seitlich begrenzen. Derartige Bandführungsleisten
erfüllen nicht nur den Zweck, das Filterband zu führen und einen übermäßigen Durchhang
oder ein Abknicken des Filterbands unter der aufgegebenen Last zu verhindern, sondern
verhindern auch ein unkontrolliertes Überspülen des Obertrums des Filterbands, was
zu einem ungefilterten Überlauf führen könnte. Die genannten, seitlich über die Filterbandränder
überstehenden Bandführungsleisten halten das aufgegebene Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch
im Bereich des Obertrums zurück, so dass das genannte Gemisch im Wesentlichen vollständig
durch den Obertrum des Filterbands hindurchtritt und hierdurch filtriert wird. Die
genannte Auffang- bzw. Ableitfläche zwischen Obertrum und Untertrum erhält hierdurch
eine Doppelfunktion dahingehend, dass einerseits die unter dem Obertrum aufgefangene
Flüssigkeit am Untertrum vorbei abgeleitet wird und andererseits die vollständige
Filtration durch das Obertrum hindurch sichergestellt wird.
[0030] Um das vom Filterband zu entfernende Gut besser handhaben zu können und dabei gleichzeitig
die Bandreinigung leichter bewerkstelligen zu können, ist nach einem weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung dem Filterband zwischen dem Aufgabebereich und dem Abwurfbereich
der Filtrationsvorrichtung eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung der am Filterband
angelagerten Feststoffe zugeordnet. Die angelagerten Feststoffe müssen hierbei nicht
zwangsweise vollständig getrocknet werden, sondern können angetrocknet oder zu einem
gewissen Grad entfeuchtet werden, wobei je nach Anwendungsfall verschiedene Trocknungsgrade
erzielt werden können. Die Trocknungsvorrichtung kann hierzu grundsätzlich verschieden
ausgebildet sein und ggf. mehrere nebeneinander oder hintereinander angeordnete Trocknungsmittel
umfassen. In Weiterbildung der Erfindung kann die Trocknungsvorrichtung zumindest
einen Energiestrahler, beispielsweise in Form eines Infrarot-Strahlers aufweisen,
um das am Filterband anhaftende Filtrationsgut mit Strahlungsenergie zu beaufschlagen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Trocknungsvorrichtung zumindest einen Luftstromerzeuger
beispielsweise in Form eines Gebläses oder eines Saugers aufweisen. Mittels eines
solchen Luftstromerzeugers können die am Filterband anhaftenden Feststoffe mit Trocknungsluft
beaufschlagt werden, so dass sie von dem zuvor genannten Bandreiniger leichter vom
Filterband gelöst und leichter weiterbehandelt werden können.
[0031] Zur weiteren Trocknung der Feststoffe können weitere Trocknungsmittel Verwendung
finden. Beispielsweise können ein Zyklonenabscheider, eine Vakuumpumpe oder andere
feuchtigkeitsentziehende Mittel vorgesehen sein.
[0032] In Weiterbildung der Erfindung können verschiedene Filterbänder hintereinander in
Stufen-, Tandem- oder Mehrfachanordnung vorgesehen sein, wobei vorzugsweise verschiedene
Filterbänder verschieden ausgebildet sind. In Weiterbildung der Erfindung können verschiedene
Filterfeinheiten vorgesehen sein, um kaskadenartig hintereinander immer feinere Feststoffpartikel
herauszufiltern. Alternativ können jedoch auch gleichartig ausgebildete Filterbänder
in verschiedenen Anordnungen zueinander Teil der Filtervorrichtung bilden.
[0033] Das Filterband bzw. die Filterbänder können grundsätzlich verschieden ausgebildet
sein, wobei als Filtermedium natürliche oder synthetische Fasern in Gewebe- oder Maschinenform
verarbeitet zum Einsatz kommen können. Alternativ oder zusätzlich können auch behandelte
und/oder beschichtete Filtermedien vorgesehen sein. Beispielsweise können Fasermaterialien
aus Polykondensaten und deren Copolymeren oder aus Polyolefinen und deren Copolymeren
hergestellt sein. Vorteilhafterweise ist das Filterband als Endlosband ausgeführt
und von daher wartungsfrei und wiederverwendbar. Das Endlosband kann hierbei durch
Zusammenfügen der Enden eines zunächst endlich hergestellten Filterbands gefertigt
sein, wobei die beiden Enden des Filterbands je nach Ausbildung des Filterbands verklebt,
verschweißt, verpresst, verkettet, verlinkt, verschraubt, vernäht oder anderweitig
fest oder trennbar miteinander verbunden sein können. Das Material des Filterbands
kann als Kunststoffgewebe in ein- oder mehrlagiger Ausführung, kett- oder schussgebunden
sowie ggf. antistatisch ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein fein
gewebtes Edelstahlgewebe in unbeschichteter oder beschichteter Ausführung oder ein
fixiertes und/oder beschichtetes Glasfasergewebe als Filterband verwendet werden.
Die Filterfeinheit wird an den jeweiligen Prozess bzw. die beim jeweiligen Prozess
anfallenden Feststoffe und die dabei verwendeten Prozessflüssigkeiten angepasst, wobei
ein guter Kompromiss für verschiedene Anwendungen eine Filterfeinheit im Bereich von
0,05 bis 0,25 und insbesondere etwa 0,15 mm vorgesehen sein kann.
[0034] Um eine gleichmäßige Aufgabe des zu filtrierenden Feststoff-/ Flüssigkeitsgemisches
auf das Filterband zu erreichen, umfasst der Einlass in vorteilhafter Weiterbildung
der Erfindung ein mit Staustufen versehenes Aufgabebett, das eine Auslauf- bzw. Aufgabeöffnung
umfasst, die von dem zu filtrierenden Feststoff-/ Flüssigkeitsgemisch erst nach Überströmen
zumindest einer Staustufe erreicht wird. Vorteilhafterweise wird hierdurch das zu
filtrierende Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch näherungsweise verwirbelungsfrei und/oder
turbulenzfrei auf das Filterband aufgegeben, so dass das genannte Gemisch sich mit
laminarer Strömung auf dem Filterband ausbreitet.
[0035] Anstelle der genannten Staustufen können auch andere oder zusätzliche die Aufgabeströmung
beruhigende Strömungssteuermittel vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Rippen,
Wellen, Vorsprüngen oder anderen die Aufgabeströmung vergleichmäßigenden, geschwindigkeitsvermindernden
und/oder beruhigenden Strömungsmitteln. Der Einlauf kann in Weiterbildung der Erfindung
eine Einlaufwanne umfassen, deren Boden in Längsrichtung des Filterbandes abschüssig
geneigt ist und zu einer Auslauföffnung führt, die verschieden konturiert sein kann,
vorzugsweise oval, elliptisch oder rechteckig mit abgerundeten Ecken. Durch eine abgerundete
Kontur der Austrittsöffnung der Aufgabewanne kann ein gleichmäßiges Aufbringen der
Flüssigkeit auf das Filterband erzielt werden. Im Bereich des abschüssigen Bodens
der Aufgabewanne stromauf der genannten Austrittsöffnung können die vorgenannten Strömungsmittel
zur Beruhigung, Vergleichmäßigung oder Verlangsamung der Aufgabeströmung angeordnet
sein.
[0036] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1:
- eine schematische, perspektivische Darstellung der Filtrationsvorrichtung nach einer
vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei der Aufgabebereich der Filtrationsvorrichtung
schräg von oben gezeigt ist, so dass die im Einlauf angeordnete Aufgabewanne und das
darunter befindliche Filterband zu sehen ist,
- Fig. 2:
- eine schematische, perspektivische Darstellung der Filtrationsvorrichtung aus Fig.
1 aus einem anderen Blickwinkel, der den außerhalb des Filtergehäuses befindlichen
Teil des Filterbandes sowie den unter dem Abwurfbereich angeordneten Sammelbehälter
für die ausfiltrierten Feststoffe zeigt,
- Fig. 3:
- eine Seitenansicht der Filtrationsvorrichtung aus den vorhergehenden Figuren, die
im Bereich des Filtergehäuses als Schnittdarstellung ausgebildet ist, um das im Inneren
des Filtergehäuses angeordnete Filterband und den diesem zugeordneten Einlauf zu zeigen,
- Fig. 4:
- eine perspektivische, schematische Darstellung der Filterbandbaugruppe umfassend das
endlos umlaufende Filterband, dessen Führungs-, Umlenk- und Antriebsmittel sowie den
dem Filterband zugeordneten Bandreiniger und das Fahrwerk zur Abstützung der Baugruppe
am Boden,
- Fig. 5:
- eine Draufsicht auf das Filterband aus Fig. 4 von unten her, die den dem Untertrum
des Filterbands zugeordneten Bandreiniger umfassend einen Abstreifer zur Grobabreinigung
und eine selbstreinigende Bürstenwalze, der eine Reinigungsrakel zugeordnet ist, zeigt,
- Fig. 6:
- eine perspektivische Darstellung des Abwurfbereiches des Filterbands schräg von unten
her, die den genannten Abstreifer und die genannte Bürstenwalze des Bandreinigers
zeigt,
- Fig. 7:
- eine ausschnittsweise, vergrößerte Schnittansicht der Reinigungsbürste und der dieser
zugeordneten Reinigungsrakel, die die Anordnung der Reinigungsrakel im Umlaufbereich
der Borsten zeigt,
- Fig. 8:
- eine perspektivische, schematische Ansicht der Reinigungsbürste, die die bei dieser
Ausführungsform pfeilförmige Schrägstellung des Borstenfelds zeigt,
- Fig. 9:
- eine perspektivische, vergrößerte Darstellung der Aufgabewanne zur Aufgabe des Feststoff-/Flüssigkeitsgemischs
auf das Filterband, und
- Fig. 10:
- eine schematische Darstellung möglicher Ausführungsformen des Filterbandes.
[0037] Die in den Figuren gezeigte Filtrationsvorrichtung 1 umfasst ein Filtergehäuse 2,
durch das hindurch mit Feststoffen verunreinigte Flüssigkeit zum Zwecke der Filtration
geleitet wird. Die zu filtrierende Flüssigkeit kann hierbei verschiedenen Zwecken
dienen, beispielsweise als im Kreislauf geführte Prozessflüssigkeit einer Industrieanlage.
In Betracht kommen hierbei im Kreis geführte Kühlflüssigkeiten wie beispielsweise
Öl oder Wasser zur Kühlung von Werkzeugmaschinen oder anderen Fertigungsanlagen, bei
denen partikelförmige Verunreinigungen der Prozessflüssigkeit entstehen, deren Rückgewinnung
notwendig ist oder lohnt. In Betracht kommt auch die Reinigung von Kühlwasser, das
durch Umweltstoffe wie Blätter und dergleichen verunreinigt ist.
[0038] Insbesondere von Vorteil ist der Einsatz der Filtrationsvorrichtung 1 bei Granuliervorrichtungen
zur Granulierung von Kunststoffen, wie beispielsweise Ringgranulierern oder Stranggranulierern
und insbesondere Unterwassergranulierern, bei denen die granulierten Kunststoffe in
einen Prozessflüssigkeitskreislauf gegeben werden. Die granulierten Pellets werden
hierbei durch übliche Abscheider entfernt, kleinere Verunreinigungen durch Kunststoffpartikel
können dann durch die gezeigte Filtrationsvorrichtung ausgefiltert und separiert werden.
In diesem Fall ist die gezeigte Filtrationsvorrichtung in den Prozessflüssigkeitskreislauf
stromab des Pelletabscheiders geschaltet.
[0039] Das zu filtrierende Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch wird über einen Einlauf 4 in das
Innere des Filtergehäuses 2 gegeben und über eine Aufgabewanne 23 in einem Aufgabebereich
5 auf ein kontinuierlich oder intermittierend antreibbares Filterband 3 gegeben, das
sich in einer liegenden, d.h. horizontalen oder gegenüber der Horizontalen nur leicht,
spitzwinklig geneigten Ausrichtung befindet. In der gezeichneten Ausführung ist das
Filterband 3 horizontal ausgerichtet, vgl. Fig. 3.
[0040] Das gezeigte Filterband 3 befindet sich hierbei in einem oberen Bereich, beispielsweise
in einem oberen Drittel des Innenraums des Filtergehäuses 2, so dass die durch das
Filterband 3 hindurchtretende Prozessflüssigkeit sich in einem unteren Bereich des
Filtergehäuses 2 sammeln kann, der gleichzeitig als Flüssigkeitstank bzw. Zwischenspeicher
dient.
[0041] Die genannte Aufgabewanne 23 des Einlaufs 4 ist in Fig. 9 näher gezeigt und umfasst
vorteilhafterweise einen geneigten Boden 24, der sich zu einer Senke in einem Endbereich
der Aufgabewanne 23 hin neigt, wobei in der genannten Senke eine Auslauföffnung 25
vorgesehen ist, die in der gezeichneten Ausführungsform eine längliche, ovale oder
leicht elliptische Konturierung besitzt, jedoch produktspezifisch auch anders konturiert
sein kann, beispielsweise in Form eines rechteckigen oder vieleckigen Langlochs. Vorteilhafterweise
verjüngt sich die Aufgabewanne 23 zu der Auslauföffnung 25 hin, d.h. die Breite quer
zur Neigung des Bodens 24 nimmt zur Auslauföffnung 25 hin ab, vgl. Fig. 9, wobei die
Verjüngung kontinuierlich oder stufig ausgebildet sein kann. Der genannte Boden 24
wird hierbei durch einen randseitigen Wannenrand 26 begrenzt, der sich gegenüber dem
Boden 24 erhebt und ein randseitiges Überlaufen verhindert.
[0042] Die zu reinigende Flüssigkeit wird nach beruhigtem, definiertem Überlauf in die gezeigte
Aufgabewanne 23 seitlich geführt und durch versetzte Staustufen, bei Bedarf, weiter
beruhigt. Derartige Staustufen können im Boden 24 vorgesehen sein, wobei jedoch auch
andere strömungsberuhigende, geschwindigkeitsvermindernde und/oder vergleichmäßigende
Strömungssteuermittel insbesondere am Boden 24 ausgebildet sein können.
[0043] Das unter der Auslauföffnung 25 der Aufgabewanne 23 angeordnete, liegend ausgerichtete
Filterband 3 ist als endlos umlaufender Bandförderer ausgebildet und läuft um zumindest
zwei voneinander beabstandete Umlenkrollen 16, 17 um, die an einem vorzugsweise geschlossenen
Trägerrahmen 27 gelagert sind, wobei an dem genannten Trägerrahmen 27 seitliche Auflageführungen
vorgesehen sein können, die dem Anwendungsfall entsprechend als Gleitführung mit einem
Kunststoff beispielsweise in Form von PE-UHM belegt ausgebildet sein können. Alternativ
oder zusätzlich kann eine Rollführung mit entsprechend gelagerten Rollen aus Metall
oder Kunststoff im Filtergehäuse 2 vorgesehen sein.
[0044] Wie Fig. 4 zeigt, ist das Filterband 3 Teil einer schubladenförmigen Baugruppe 28,
die in das genannte Filtergehäuse 2 eingeschoben und herausgezogen werden kann. Hierzu
besitzt das Filtergehäuse 2 in einer vertikalen Wandung eine Einführöffnung 29, die
im Querschnitt ein wenig größer als der genannte Bandförderer ausgebildet ist. Genauer
gesagt kann ein Teil der genannten Baugruppe 28, nämlich ein Teil des Filterbands
3 umfassend einen Teil der Obertrums 3a und einen Teil des Untertrums 3b und die dazwischen
liegende Umlenkrolle 16 schubladenartig in das genannte Filtergehäuse 2 eingeschoben
werden, so dass die entsprechenden Abschnitte des Filterbands 3 passgenau in dem Aufgabebereich
5 unter der Aufgabewanne 23 zu liegen kommen. Der andere Teil des Filterbands 3 läuft
indes außerhalb des Filtergehäuses 2, wo das Filterband 3 den Abwurfbereich 7 durchläuft.
Um das Filterband 3 in dem Filtergehäuse 2 passend zu positionieren und das Filtergehäuse
2 abdichtend zu verschließen, ist ein das Filterband 3 umgebender Anschlusskragen
15 vorgesehen, der sich im Wesentlichen senkrecht zur Laufrichtung der Filterbandtrume
erstreckt. Der genannte Anschlusskragen 15 wird in abdichtender Weise mit dem Filtergehäuse
2 verbunden, beispielsweise durch ein mechanisches Andrücken an den die Einführöffnung
29 umgebenden Rand des Filtergehäuses 2 mittels Spannelemente. Zur Abdichtung gegenüber
dem Filtergehäuse 2 kann zwischen dem Filtergehäuse 2 und dem Anschlusskragen 15 eine
vorzugsweise hoch temperaturbeständige und/oder lebensmittelzugelassene Dichtung vorgesehen
sein, beispielsweise in Form einer Ringdichtung aus einem verformbaren Werkstoff wie
beispielsweise einem geeigneten Kunststoff.
[0045] Der aus dem Filtergehäuse 2 herausragende Teil des Filterbandes 3 ist von einer gehäuseartigen
Abdeckung 30 umgeben, die in der gezeichneten Ausführung kastenförmig ausgebildet
ist und den herausstehenden Teil des Filterbandes 3 allseitig umgibt und mit dem genannten
Anschlusskragen 15 verbunden ist. An der Unterseite besitzt die genannte Abdeckung
30 eine Abwurföffnung 31, durch die hindurch von dem Filterband 3 gelöste, abgereinigte
Feststoffe in einen darunter befindlichen Auffangbehälter 32 abgeworfen werden.
[0046] Zum Herausziehen und Transportieren der genannten Baugruppe 28 umfassend das Filterband
3 ist ein Fahrwerk 13 zur Abstützung der Baugruppe 28 am Boden vorgesehen, wobei das
genannte Fahrwerk 13 in der gezeichneten Ausführung Rollen bzw. Räder aufweist, die
einachsig angeordnet sind, wobei jedoch auch ein mehrachsiges Fahrwerk vorgesehen
werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Fahrwerk 13 kann die Baugruppe
28 durch eine Schiebeführung 14 verschieblich an dem Filtergehäuse 2 geführt sein,
wobei die genannte Schiebeführung 14 beispielsweise an dem Trägerrahmen 27 für das
Filterband 3 vorgesehen sein kann, beispielsweise in Form von Führungsleisten oder
-nuten, die mit komplementär ausgebildeten Führungsmitteln am Filtergehäuse 2 in Eingriff
stehen. Um ein ungewolltes vollständiges Herausziehen der schubladenförmigen Baugruppe
28 zu verhindern, kann an dem inneren Ende des Trägerrahmens 27 ein lösbares Sicherungselement
beispielsweise in Form eines Sicherungsbolzens vorgesehen sein, der am Filtergehäuse
2 von innen her ansteht, wenn die Baugruppe 28 vollständig herausgezogen wird.
[0047] Die vorgenannte Abdeckung 30 besitzt vorteilhafterweise einen oberseitig angeordneten,
lösbaren Deckel 33, um den Zugang zu dem Filterband 3 auch von oben her zu ermöglichen.
Vorteilhafterweise ist der Deckel 33 für den Betrieb abdichtend mit dem Korpus der
Abdeckung 30 verbunden.
[0048] In dem außerhalb des Filtergehäuses 2 befindlichen Teil des Filterbandes 3 befindet
sich die Antriebsvorrichtung 34 zum umlaufenden Antreiben des Filterbandes 3. Die
genannte Antriebsvorrichtung 34 umfasst vorteilhafterweise einen in der Drehzahl veränderlichen
Motor beispielsweise in Form eines Elektromotors, der ggf. über ein Getriebe, welches
ein festes oder ein variables Übersetzungsverhältnis haben kann, eine der Umlenkrollen
17 antreibt, um die das Filterband 3 umgelenkt wird. Gegebenenfalls kann die Antriebsvorrichtung
34 auch über ein separates Antriebsrad, welches an geeigneter Stelle auf das Filterband
3 drückt bzw. mit diesem in Eingriff steht, das Filterband 3 antreiben. Bevorzugt
ist jedoch ein Antrieb über die Umlenkrolle 17. Die genannte Umlenkrolle 17, die vorteilhafterweise
als Walze ausgebildet ist, kann je nach Ausbildung des Filterbandes 3 unterschiedlich
ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer balligen Walze oder eine zylindrischen
Walze, wobei vorteilhafterweise die genannte Umlenkrolle 17 und/oder eine andere Umlenkrolle
16 zumindest eine Führungsnut und/oder zumindest einen Führungsvorsprung beispielsweise
in Form eines im Endbereich der Umlenkrolle seitlich neben dem Filterband vorspringenden
Randstegs aufweisen kann, um einen geraden Auslauf des Filterbands 3 sicherzustellen.
Das genannte Filterband 3 kann hierzu ggf. an seiner Innenseite mit in die genannte
Führungsnut eingreifenden Vorsprüngen versehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann
zumindest eine der Umlenkrollen 16, 17 ein Führungsritzel umfassen, das in am Filterband
3 komplementär vorgesehene Ausnehmungen eingreift. Alternativ oder zusätzlich kann
umgekehrt an dem Filterband 3 eine Zahnreihe, Nutprofilreihe oder eine ähnliche Profilierung
mit Eingriffsvorsprüngen vorgesehen sein, die in entsprechende komplementär ausgebildete
Eingriffsvorsprünge in der Umfangsfläche der Umlenkrolle eingreifen. Bei einem solchen
Ritzeleingriff zwischen Filterband 3 und Umlenkrolle ist ein Durchrutschen zuverlässig
unterbunden.
[0049] Die genannte Antriebsvorrichtung 34 wird vorteilhafterweise von einer nur schematisch
angedeuteten Steuervorrichtung 35 angesteuert, um die Bandgeschwindigkeit an die Prozessparameter
anzupassen, wobei die Fördergeschwindigkeit insbesondere in Abhängigkeit des Verhältnisses
von Flüssigkeit zu Feinteilen variiert werden kann, insbesondere dahingehend, dass
bei zunehmender Partikelmenge die Fördergeschwindigkeit erhöht wird. Alternativ oder
zusätzlich zu dem Wasserverhältnis zu Feinteilen können auch andere Betriebsparameter
Berücksichtigung finden, wie eingangs näher erläutert.
[0050] Hinter der angetriebenen Umlenkrolle 17 im unteren Bereich des Leertrums des Filterbands
3 ist im Abwurfbereich 7 ein Bandreiniger 6 vorgesehen, der das Filterband 3 kontinuierlich
abreinigt. Zunächst ist an dem von der Umlenkrolle 17 ablaufenden Untertrum 3b des
Filterbands 3 ein Grobabstreifer 36 beispielsweise in Form einer Spachteleinrichtung
oder einer Rakel vorgesehen, der eine grobe, erste Abreinigung des Filterbands 3 vornimmt.
Dieser Grobabstreifer 27 ist vorteilhafterweise hinsichtlich seiner Winkelstellung
und/oder seiner Einstelltiefe bzw. Zustellposition beweglich gelagert, so dass je
nach Filterband und Prozessprodukt verschiedene Anstellwinkel und/oder verschiedene
Zustellpositionen bzw. Bandabstände einstellbar sind. Die genannte Winkelverstellbarkeit
der Abstreiferlagerung kann hierbei einachsig oder zweiachsig ausgebildet sein, wobei
vorteilhafterweise einerseits der Grobabstreifer 36 um seine Längsachse parallel zur
Ebene des Filterbands 3 verkippbar und um eine Achse senkrecht zu dem Untertrum 3b
verdrehbar sein kann.
[0051] Der genannte Grobabstreifer 36 kann hierbei verschiedene Formen besitzen, wobei sich
in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Messerform, Keilform, Flachform,
Spitzform und Tropfenform bewährt haben. Der Grobabstreifer 36, der insbesondere als
stegförmige bzw. streifenförmige Rakel ausgebildet sein kann, kann aus verschiedenen
Materialien gefertigt sein, beispielsweise aus einem Kunststoff wie PE-UHM, aber auch
PTFE, PA, PPS oder POM, wobei auch Metall Verwendung finden kann. In Weiterbildung
der Erfindung kann hierbei eine Beschichtung auf dem Grobabstreifer 36 aufgebracht
sein, beispielsweise in Form einer verschleißmindernden Beschichtung zur Verringerung
des Verschleißes des Filterbandes und/oder in Form einer haftreibungsvermindernden
Beschichtung wie Teflon, um das Ablösen der Partikel von dem Grobabstreifer 36 zu
erleichtern.
[0052] Die Feinteileabreinigung wird in der gezeichneten Ausführungsform mittels einer rotierend
antreibbaren Bürste 8 bewerkstelligt, die ebenfalls am Leertrum des Filterbands 3
angeordnet ist und stromab von dem Grobabstreifer 36 beabstandet angeordnet ist. Die
genannte Bürste 8 kann hierbei insbesondere als Bürstenwalze ausgebildet sein, die
um eine Bürstendrehachse 37 drehbar gelagert ist, die vorteilhafterweise parallel
zur Ebene des Untertrums 3b und vorzugsweise senkrecht zur Förderrichtung des Filterbands
3, ggf. leicht schräg, spitzwinklig hierzu angeordnet ist.
[0053] Die Antriebsbewegung der Bürste 8 kann beispielsweise mittels einer mechanischen
Koppelung in Form einer Kette, eines Riemens oder einer Ritzelanordnung vom Antrieb
des Filterbands 3 abgeleitet sein, wobei die Bürste 3 gleichläufig oder gegenläufig
zum Filterband 3 angetrieben sein kann, wobei bei gleichläufiger Antriebsbewegung
durch entsprechend hohe Antriebsgeschwindigkeit eine Relativgeschwindigkeit erzeugt
wird. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung jedoch ist die Bürste 8 durch einen
gegenüber der Fördergeschwindigkeit des Filterbandes 3 geschwindigkeitsvariablen Antrieb
38 angetrieben, der beispielsweise einen drehzahlvariablen Antriebsmotor in Form eines
Elektromotors umfassen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Antrieb
38 auch ein übersetzungsvariables Getriebe umfassen, mittels dessen dann die Antriebsbewegung
wieder von dem Antrieb des Filterbands oder vom separaten Antriebsmotor abgeleitet
werden könnte. Vorteilhafterweise wird die Bürste 8 gegenläufig zum Filterband 3 betrieben.
[0054] In Weiterbildung der Erfindung wird die Antriebsgeschwindigkeit der Bürste 8 von
einer nur angedeuteten Steuervorrichtung 35 gesteuert bzw. geregelt, um einen möglichst
hohen Abreinigungsgrad zu erzielen. Die Steuerung der Bürstendrehzahl kann hierbei
in Abhängigkeit verschiedener Variablen gesteuert werden, beispielsweise in Abhängigkeit
des Verhältnisses von Feststoffen zu Flüssigkeitsmenge, der Filterbeladung im Aufgabebereich,
des Feststofftyps, der Feststoff- und/oder Flüssigkeitstemperatur, der Partikelgröße
und/oder anderer Betriebsparameter, wie eingangs näher erläutert. Hierzu kann die
Steuervorrichtung 35 mit geeigneten Erfassungsmitteln gekoppelt sein, in Abhängigkeit
von deren Signalen die Steuervorrichtung 35 die Bürstendrehzahl variiert.
[0055] Die Eingriffsstärke der Bürste 8 in das Filterband 3 ist vorteilhafterweise veränderbar
ausgebildet, insbesondere in Abhängigkeit der Besatzform der Bürste und der Auswahl
des Borstenmaterials. Alternativ oder zusätzlich können weitere der vorgenannten Betriebsparameter
Berücksichtigung finden, beispielsweise dahingehend, dass bei nicht ausreichendem
Reinigungsgrad eines stromab der Bürste 8 überwachten Bandabschnitts der Anpressdruck
erhöht wird. Die Bürste 8 ist hierzu vorteilhafterweise beweglich gelagert, insbesondere
in einer Richtung auf das Filterband 3 zu und von dem Filterband 3 weg, so dass der
Anpressdruck variiert werden kann. Die dieser Beweglichkeit zugeordnete Einstellvorrichtung
kann manuell ausgebildet sein, vorteilhafterweise jedoch auch mit einer fremdenergiebetätigten
Stellvorrichtung versehen sein, so dass die genannte Steuervorrichtung 35 den Anpressdruck
der Bürste 8 in Abhängigkeit eines oder mehrerer der vorgenannten Betriebsparameter
steuern kann.
[0056] Zur Erzielung einer besseren Abreinigung kann die Drehzahl und/oder der Anpressdruck
der Bürste 8 auch zyklisch variiert werden, beispielsweise dahingehend, dass die Bürste
8 reversierend abwechselnd gleichläufig und gegenläufig zum Filterband 3 betrieben
wird und/oder bei jedem n-ten Umlauf des Filterbands 3 mit einer erhöhten Drehgeschwindigkeit
und/oder einer erhöhten Anpresskraft betrieben wird. Derartige zyklische Variationen
der Bürstendrehzahl und des Bürstenanpressdrucks können verbesserte Reinigungsergebnisse
bei gleichzeitig reduziertem Filterbandverschleiß erzielen.
[0057] Die Bürste 8 kann über die gesamte Breite des Filterbandes 3 einstückig ausgebildet
sein. Vorteilhafterweise kann jedoch auch eine mehrteilige bzw. in Segmenten unterteilte
Ausbildung der Bürste 8 vorgesehen sein, wodurch ein schnellerer Wechsel der Bürste
ermöglicht wird.
[0058] Die Beborstung der Bürste 8 kann ebenfalls unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise
in Form eines Vollbesatzes oder eines aufgelockerten Büschelbesatzes. In vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung kann ein strukturierter Borstenbesatz vorgesehen sein,
bei dem die von den Borstenenden gebildete Arbeitsfläche der Bürste 8 definierte,
reliefartige Konturveränderungen besitzt, beispielsweise in Form von Spalten, höher
und niedriger vorspringenden Borstenfeldabschnitten und dergleichen. Insbesondere
kann der Borstenbesatz eine schraubenförmige Profilierung und/oder eine ein- oder
mehrreihige Wendelung besitzen, wobei vorteilhafterweise die in Fig. 8 gezeigte keilförmige
Wendelung bzw. Profilierung vorgesehen sein kann, um eine Vergleichmäßigung des Partikelabtrags
quer zur Förderrichtung zu erzielen.
[0059] Die Borsten für die Beborstung können aus unterschiedlichen Materialien gefertigt
sein, wobei Kunststoff oder Naturfasern vorteilhaft sind, aber auch Metallborsten
vorgesehen sein können, wobei optional eine Beschichtung vorgesehen sein kann.
[0060] Zur Abreinigung der Bürste 8 ist ein Bürstenreiniger 9 vorgesehen, der in der gezeichneten
Ausführung einen Bürstenabstreifer 10 umfasst, der vorteilhafterweise in Form einer
Rakel ausgebildet sein kann. Die genannte Rakel kann hierbei ein zylindrischer Rundstab
sein, ggf. jedoch auch eine Profilierung nach Art eines Strangprofils besitzen oder
mit einer in Längsrichtung variierenden Profilierung, beispielsweise einer Wendelung
oder einem Schraubprofil versehen sein, insbesondere dann, wenn die genannte Rakel
um ihre Längsachse rotatorisch antreibbar ist.
[0061] Wie Fig. 7 zeigt, ist der genannte Bürstenabstreifer 10 mit seiner Längsachse im
Wesentlichen parallel zur Bürstendrehachse 12 angeordnet, wobei der genannte Bürstenabstreifer
10 in der gezeichneten Ausführungsform vollständig in das Borstenfeld der Bürste 8
eintauchend angeordnet ist. Um die Abreinigung der Bürste 8 an die variierenden Prozessbedingungen
anpassen zu können, ist der Bürstenabstreifer 10 vorteilhafterweise beweglich gelagert.
Einerseits kann die Position des Bürstenabstreifers 10 vorteilhafterweise eingestellt
werden, wobei vorteilhafterweise der Abstand zur Bürstendrehachse 12 variiert werden
kann und/oder die Position entlang der Umfangsrichtung der Bürste 8 variiert werden
kann. In der gezeichneten Ausführung ist der Bürstenabstreifer 10 in einer Position
von 180°, d.h. genau auf der dem Filterband 3 gegenüberliegenden Seite der Bürste
8 angeordnet. Je nach Positionseinstellung kann der Bürstenabstreifer 10 jedoch auch
in einem Bereich von 90° bis 270° in Umfangsrichtung der Bürste variiert werden.
[0062] Besitzt der Bürstenabstreifer 10 in der vorgenannten Weise einen von der Kreisform
abweichenden Querschnitt, kann der Bürstenabstreifer auch drehbar gelagert sein und
von einem Antrieb rotatorisch angetrieben werden. Vorteilhafterweise kann der entsprechende
Antrieb auch hier drehzahlvariabel ausgebildet sein, wobei die schon genannte Steuervorrichtung
35 eine automatische Einstellung bzw. Regelung der Drehzahl vornehmen kann, vorteilhafterweise
unter Berücksichtigung zumindest eines der vorgenannten Betriebsparameters und/oder
zusätzlich in Abhängigkeit der Drehzahl der Bürste 8. Beispielsweise kann der Bürstenabstreifer
10 tiefer in das Borstenfeld der Bürste 8 gefahren werden, wenn eine stärkere Reinigungswirkung
notwendig ist, beispielsweise bei einem höheren Partikelanteil pro Wassermenge. Alternativ
oder zusätzlich kann beispielsweise die Drehzahl des Abstreifers erhöht werden, wenn
die Partikelgröße zunimmt und größere Partikel von der Bürste 8 zu entfernen sind.
Andere Variationen der Position und/oder der Drehzahl des Bürstenabstreifers 10 sind
indes möglich.
[0063] Um ein Zurückspritzen der von der Bürste 8 gelösten Partikel auf das Filterband 3
zu verhindern, ist in der Nähe der Bürste 8 eine Prallfläche 39 beispielsweise in
Form eines Prallblechs vorgesehen, die die Bürste 8 zu einem der Bürste 8 benachbarten
Filterbandabschnitt, insbesondere dem auf der Stromabseite der Bürste 8 befindlichen
Filterbandabschnitt, abschirmt, vgl. Fig. 6.
[0064] In dem Aufgabebereich 5 des Filterbandes 3 ist zwischen dessen Obertrum 3a und dessen
Untertrum 3b eine Ableitfläche 18 vorgesehen, die in Form eines Ableitblechs ausgebildet
sein kann, welches sich zwischen Ober- und Untertrum erstreckt und verhindert, dass
durch das Obertrum durchgesickerte Prozesswasser auch durch das Untertrum hindurchtritt.
Dieses unterhalb des Aufgabebereichs 5 befindliche Ableitblech kann in vorteilhafter
Weiterbildung der Erfindung in Achsrichtung, d.h. in Förderrichtung des Filterbands
3 mittig gekantet sein und/oder nach Art eines Satteldachs V-förmige Konturierung
besitzen, um die Flüssigkeit zu beiden Seiten hin gleichmäßig abzuleiten. Dabei können
auf der Ableitfläche 18 sich quer zur Förderrichtung des Filterbands 3 erstreckende
Stromrichtungselemente in Form von Leisten oder Stegen vorgesehen sein, um die aufgefangene
Flüssigkeit definiert seitlich abzuleiten. Durch die genannte Ableitfläche 18 wird
gewährleistet, dass der Leertrum des Filterbandes 3 nicht kontaminiert wird und somit
auch die Umlenkwalzen 16 und 17 nicht verunreinigt werden.
[0065] In Weiterbildung der Erfindung kann an der genannten Ableitfläche 18 eine Bandführungsvorrichtung
vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Bandführungsleisten, die die seitlichen
Ränder des Filterbands 8 umgreifen bzw. überdecken. Vorteilhafterweise sind die genannten
Bandführungsleisten zweischenklig beispielsweise in L-Form ausgebildet, so dass die
Ränder des Filterbands daran anstehen bzw. aufliegen können und der Aufgabebereich
seitlich begrenzt wird, um ein Überlaufen bzw. Überströmen der zu filtrierenden Flüssigkeit
über die Ränder des Filterbandes zu verhindern. Gleichzeitig verhindern die genannten
Bandführungsleisten ein Abknicken bzw. Herunterfallen der Filterbandkante im Bereich
der Flüssigkeitsaufgabe.
[0066] Wie Fig. 10 zeigt, kann das endlos umlaufende Filterband 3 verschiedene Förderwege
und Ausrichtungen einnehmen. Die in Fig. 10 mit a) gekennzeichnete Ausführung des
umlaufenden Filterbandes 3 in liegender Ausführung entspricht der in den vorangehenden
Figuren gezeigten Ausführung. Alternativ hierzu kann das Filterband 3 jedoch auch
gemäß b) eine vom Aufgabebereich 5 aus leicht ansteigende Förderbahn bilden bzw. Ausrichtung
besitzen, oder gemäß c) eine vom Aufgabebereich 5 aus leicht abfallende Förderbahn
bilden bzw. Ausrichtung besitzen.
[0067] Ferner kann das Filterband 3 zueinander abgeknickte Förderwege durchlaufen, die durch
mehr als zwei Umlenkrollen realisiert werden können. Beispielsweise kann der außerhalb
des Filtergehäuses 2 befindliche Teil des Filterbandes 3 einen leicht spitzwinklig
geneigten Anstieg durchlaufen, wie dies die Darstellung d) von Fig. 10 zeigt, oder
alternativ einen leicht abfallenden Förderweg durchlaufen, wie dies die Darstellung
e) der Fig. 10 zeigt.
[0068] Gemäß der Darstellung f) kann der außerhalb des Filtergehäuses 2 vorgesehene Förderweg
des Filterbands 3 auch einfach nur verlängert sein, beispielsweise um zusätzliche
Behandlungsstationen für das ausfiltrierte Prozessgut vorsehen zu können. Insbesondere
kann zwischen dem Aufgabebereich 5 und dem Abwurfbereich 7 eine Trocknungsvorrichtung
20 vorgesehen sein, mittels derer der Feuchtigkeitsgehalt der auf dem Filterband 3
anhaftenden Feststoffe reduziert werden kann. Eine derartige Trocknungsvorrichtung
20 kann beispielsweise Energiestrahler 21 in Form von Infrarot-Strahlern, aber auch
einen Luftstromerzeuger 22 beispielsweise in Form eines Gebläses oder eines Saugers
umfassen, um die Feststoffe mit Trocknungsluft zu beaufschlagen. Alternativ oder zusätzlich
können auch andere Trocknungsmittel wie beispielsweise ein Zyklonenabscheider, eine
Vakuumpumpe oder ein Heizstrahler Verwendung finden.
1. Filtrationsvorrichtung zum Ausfiltrieren und Separieren von Feststoffen aus Flüssigkeiten,
mit zumindest einem flüssigkeitsdurchlässigen, kontinuierlich oder intermittierend
antreibbaren Filterband (3), einem Einlauf (4) zur Aufgabe des zu filtrierenden Flüssigkeits-/Feststoffgemischs
auf das Filterband (3) in einem Aufgabebereich (5), sowie einem Bandreiniger (6) zur
Entfernung der am Filterband angelagerten Feststoffe von einem aus dem Aufgabebereich
(5) herausgeförderten Bandabschnitt in einem Abwurfbereich (7), dadurch gekennzeichnet, dass der Bandreiniger (6) eine rotierend antreibbare Bürste (8) aufweist, der ein Bürstenreiniger
(9) mit einem Abstreifer (10) zugeordnet ist, der in der Umlaufbahn des Borstenfelds
der Bürste (8) angeordnet ist, wobei der Abstreifer (10) des Bürstenreinigers (9)
als stabförmige Rakel ausgebildet ist, die vollständig in das Borstenfeld eintauchend
gehalten ist.
2. Filtrationsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rakel einen von
der Kreisform abweichenden vorzugsweise zylindrischen Querschnitt besitzt und um eine
Rakeldrehachse (11) im Wesentlichen parallel zur Bürstendrehachse (37) antreibbar
ausgebildet ist.
3. Filtrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstreifer
(10) des Bürstenreinigers (9) auf einer dem Filterband (3) abgewandten Seite der Bürste
(8) angeordnet ist, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 90° bis 270°, insbesondere
etwa 150° bis 210°, wenn mit 0° die senkrecht auf das Filterband (3) stehende Richtung
angegeben ist.
4. Filtrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bürste (8)
mit einer gegenüber der Filterbandgeschwindigkeit veränderbaren Drehgeschwindigkeit
antreibbar ist und eine Steuervorrichtung zur automatischen Einstellung der Bürstendrehzahl
in Abhängigkeit eines Betriebsparameters, insbesondere der Filterbeladung, des Feststoffmaterials
und/oder der Partikelgröße, vorgesehen ist.
5. Filtrationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der Anpressdruck der Bürste (8) gegen das Filterband (3) durch Verstellbarkeit
des Abstands der Bürstendrehachse von dem Filterband einstellbar ist, und eine Steuervorrichtung
zur automatischen Einstellung des Anpressdrucks der Bürste (8) in Abhängigkeit der
Filterbeladung vorgesehen ist.
6. Filtrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bürste (8)
mit einer Unterseite eines Untertrums des Filterbands (3) in Eingriff steht.
7. Filtrationsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das antreibbare
Filterband (3) mit dem Bandreiniger (6) zu einer schubladenförmigen Baugruppe zusammengefasst
ist, die vom Einlauf (4) separat ausgebildet und gegenüber dem Einlauf (4) verfahrbar
ist, wobei der Einlauf (4) in einem Filtergehäuse (2) angeordnet ist, in das ein Abschnitt
des Filterbands (3) durch Verfahren der genannten Baugruppe schubladenförmig einfahrbar
ist.
8. Filtrationsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die genannte Baugruppe
einen Wagen bildet, der durch ein Fahrwerk (13) am Boden abgestützt und/oder durch
eine Schiebeführung (14) am Filtergehäuse (2) verschieblich geführt ist.
9. Filtrationsvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die genannte
schubladenförmige Baugruppe einen das Filterband (3) umgebenden Anschlusskragen (15)
aufweist, der mit dem Filtergehäuse (2) verbindbar, vorzugsweise flüssigkeits- und/oder
gasdicht verbindbar, ist, so dass ein Teil der schubladenförmigen Baugruppe im Inneren
des Filtergehäuses (2) und der restliche Teil der Baugruppe umfassend den Bandreiniger
(6) und den Abwurfbereich (7) außerhalb des Filtergehäuses (2) angeordnet ist.
10. Filtrationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das genannte Filterband (3) als um Umlenkrollen (16, 17) umlaufender
Bandförderer mit einem Obertrum (3a) und einem Untertrum (3b) ausgebildet ist, wobei
in einem im Aufgabebereich (5) liegenden Abschnitt des Bandförderers zwischen dem
Obertrum (3a) und dem Untertrum (3b) eine Ableitfläche (18) zur Ableitung von durch
den Obertrum (3a) gefilterter Flüssigkeit am Untertrum (3b) vorbei vorgesehen ist,
wobei die genannte Ableitfläche (18) eine satteldachförmige Konturierung besitzt,
deren First im Wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Filterbands (3) ausgerichtet
und zum Obertrum (3a) hin orientiert ist.
11. Filtrationsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an der genannten Ableitfläche
(18) Bandführungselemente vorzugsweise in Form von Bandführungsleisten vorgesehen
sind, die den Obertrum (3a) des Filterbands (3) an dessen seitlichen Rändern umgreifen
oder überdecken und den Aufgabebereich (5) seitlich begrenzen.
12. Filtrationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei dem Filterband (3) zwischen dem Aufgabebereich (5) und dem Abwurfbereich
(7) eine Trocknungsvorrichtung (20) zur Trocknung der am Filterband (3) angelagerten
Feststoffe zugeordnet ist.
13. Filtrationsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Trocknungsvorrichtung
(20) zumindest einen Energiestrahler (21), vorzugsweise Infrarotstrahler, zur Beaufschlagung
der angelagerten Feststoffe mit Strahlungsenergie und/oder zumindest einen Luftstromerzeuger
(22), vorzugsweise in Form eines Gebläses oder eines Saugers, zur Beaufschlagung der
angelagerten Feststoffe mit einem Trockenluftstrom aufweist.
14. Filtrationsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei eine Steuervorrichtung zur automatischen Einstellung der Filterbandgeschwindigkeit
in Abhängigkeit eines Betriebsparameters, insbesondere des Verhältnisses von Flüssigkeitsmenge
zu Feststoffmenge im zu filtrierenden Flüssigkeits-/Feststoffgemisch, der Filterbeladung,
des Feststoffmaterials und/oder der Partikelgröße, vorgesehen ist.